◆文/中鑫之寶 王亞飛

故障現(xiàn)象

一輛2017款保時捷718 Boxster雙門轎跑，搭載DDP型水平對置渦輪增壓發(fā)動機和雙離合自動變速器，行駛里程為2 136km，車主反映發(fā)動機噪聲大，且儀表提示發(fā)動機過熱。

故障診斷與排除

根據(jù)客戶描述，接車后在移動車輛過程中，發(fā)現(xiàn)儀表臺上出現(xiàn)了水溫報警燈點亮，隨后發(fā)動機散熱器風(fēng)扇高速運轉(zhuǎn)，看來車主反映的發(fā)動機噪聲大的問題，實際上就是發(fā)動機水箱散熱風(fēng)扇高速運轉(zhuǎn)發(fā)出的噪聲，隨后儀表提示“發(fā)動機過熱，將車輛熄火使其冷卻”的文字提示(圖1)。

圖1 故障車儀表提示發(fā)動機過熱

導(dǎo)致發(fā)動機水溫過高的可能原因有：

1.發(fā)動機冷卻系統(tǒng)存在泄漏，發(fā)動機冷卻液不足；

2.節(jié)溫器故障，不能及時打開大循環(huán)；

4.水泵不工作，冷卻液無法正常循環(huán)，發(fā)動機熱量不能及時散發(fā)出去；

5.發(fā)動機冷卻液切斷閥故障，卡在關(guān)閉位置，導(dǎo)致冷卻液不能正常循環(huán)；

6.水箱散熱器表面存在臟污，發(fā)動機熱量不能及時散發(fā)出去；

7.冷卻液系統(tǒng)存在堵塞，冷卻液不能正常循環(huán)流動，散熱效能下降；

8.電控系統(tǒng)故障，冷卻系統(tǒng)無法正常工作。

連接保時捷專用診斷儀，檢測相關(guān)控制單元，未發(fā)現(xiàn)有任何故障碼記錄。筆者懷疑車輛存在漏水現(xiàn)象造成的高溫，于是打開后備箱蓋，擰開冷卻液水壺蓋發(fā)現(xiàn)防凍液液面確實偏低。升起車輛，拆下發(fā)動機護板后，發(fā)現(xiàn)護板上有少量防凍液。由于此款車型搭載了2.0T水平對置發(fā)動機，結(jié)構(gòu)緊密不便于觀察，需要與車主溝通才能決定是否拆檢，考慮到該故障車還在保質(zhì)期內(nèi)，后期還將涉及向廠家索賠的問題，經(jīng)過溝通，車主同意拆檢，并在我廠進行維修。拆檢后發(fā)現(xiàn)水泵和節(jié)溫器處有漏防凍液的痕跡(圖2)。

圖2 故障車發(fā)動機水泵和節(jié)溫器處有滲漏

更換全新的水泵和節(jié)溫器后試車，車輛一切正常。存放了一晚上，第二天再次試車，行駛了10km左右，再次出現(xiàn)與之前一樣的故障現(xiàn)象，發(fā)動機水溫報警，儀表提示發(fā)動機過熱?？磥碓撥嚬收喜⑽幢徽嬲懦?。熄火后等待發(fā)動機冷卻后將該車開回車間繼續(xù)檢查，發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)上、下水管溫度不一致，下水管接近于環(huán)境溫度，難道新的節(jié)溫器有問題？于是筆者帶著專用診斷儀外出繼續(xù)試車，期間捕捉到表1所示數(shù)據(jù)流。

表1 試車期間捕捉到的故障車數(shù)據(jù)流

從表1所示數(shù)據(jù)流可以看出節(jié)溫器能在0～100%之間動作，也就是說節(jié)溫器能正常關(guān)閉和打開，但散熱器出口溫度卻很低，接近于環(huán)境溫度?？窟呁＼嚕扔烷T讓發(fā)動機保持在3 000r/min以上運行，并查看冷卻系統(tǒng)能否大循環(huán)。發(fā)動機高速運行一段時間后，散熱器出口溫度開始升高，并在20～102℃之間變化。此時，筆者又檢查了冷卻系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)上、下水管溫度趨于一致。

老常與老趙互相回憶了一下，來到停車場的東北角，那兒已經(jīng)并排停了許多輛車，但他倆似乎一眼就發(fā)現(xiàn)了什么奇怪的事，老趙說：“好像、好像就是這輛車?！?/p>

兩次試車，車輛冷卻系統(tǒng)的表現(xiàn)完全不同，這讓筆者很是納悶，一連串問題浮現(xiàn)在筆者的腦海中：第一次試車過程中為什么發(fā)動機會過熱呢？第二次是在熱車狀態(tài)下試車，為什么發(fā)動機溫度反而恢復(fù)正常？發(fā)動機過熱難道與發(fā)動機冷啟動預(yù)熱有關(guān)？

為了解開謎團，筆者繼續(xù)進行了較長時間的試車，該車發(fā)動機再也沒出現(xiàn)過發(fā)動機過熱的問題?；究梢源_定故障車發(fā)動機過熱的問題不會發(fā)生在熱車狀態(tài)下，只發(fā)生在涼車預(yù)熱階段。為了真正找到故障原因，筆者對該車型發(fā)動機冷卻系統(tǒng)構(gòu)造和原理重新進行了學(xué)習(xí)。與上一代車型一樣，2017款保時捷718 Boxster也配備了熱量管理系統(tǒng)，以提高燃油經(jīng)濟性和降低CO2排放量，尤其是在冷啟動預(yù)熱階段。熱量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，借助熱量管理系統(tǒng)，發(fā)動機冷啟動后，發(fā)動機、變速器和暖風(fēng)系統(tǒng)通過按需開啟各個局部冷卻回路，以快速達到發(fā)動機正常工作溫度，縮短預(yù)熱時間。

圖3 發(fā)動機熱量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

從發(fā)動機熱量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中可以看出，水泵電磁閥和冷卻液切斷電磁閥只在冷啟動預(yù)熱階段才會工作，使得發(fā)動機溫度快速上升到正常工作溫度。在這個階段，電磁閥動作接通真空，關(guān)閉水泵，關(guān)閉冷卻液循環(huán)，切斷缸體和汽缸蓋內(nèi)的冷卻液快速流動，從而達到快速暖機的狀態(tài)。一旦發(fā)動機溫度上升至正常工作溫度，系統(tǒng)就會切斷真空，打開水泵，冷卻水進入循環(huán)狀態(tài)。如果一直處于真空狀態(tài)，發(fā)動機溫度就會持續(xù)升高，從而出現(xiàn)高溫報警。當(dāng)發(fā)動機處于高速(3 000r/min以上)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，發(fā)動機冷卻液切斷閥此時會強制打開，形成小循環(huán)以防止冷卻系統(tǒng)壓力過高。當(dāng)冷卻系統(tǒng)壓力超過1bar(1bar=105Pa)時，舒適閥開啟，冷卻液將溢流至冷卻液膨脹箱內(nèi)，而膨脹箱內(nèi)溫度較低的冷卻液又回流到冷卻系統(tǒng)中，從而降低冷卻系統(tǒng)溫度和壓力。當(dāng)冷卻系統(tǒng)溫度達到102℃時，節(jié)溫器也會逐漸打開，開啟冷卻液大循環(huán)模式，確保發(fā)動機長期處于正常工作范圍之內(nèi)。

根據(jù)發(fā)動機熱量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和故障車的故障特點(發(fā)動機高溫出現(xiàn)在冷啟動預(yù)熱階段)，分析其可能的故障原因有：

1.冷卻系統(tǒng)管路中存有空氣；

2.冷卻系統(tǒng)管路堵塞；

3.冷卻水泵故障；

4.發(fā)動機冷卻液切斷閥故障；

5.控制系統(tǒng)故障。

對于管路堵塞或存有空氣，在之前的維修操作過程中已基本排除；冷卻水泵是之前剛換的，新水泵在安裝之前已經(jīng)做過仔細檢查，水泵開啟和關(guān)閉功能正常，且沒有卡滯現(xiàn)象。需要特別說明的是：保時捷718 Boxster裝配了兩級可調(diào)式水泵，根據(jù)冷卻要求，按兩級需求對可切換冷卻液水泵進行切換，有助于進一步降低燃油消耗量和CO2排放量。在完全關(guān)閉狀態(tài)下，冷卻液停止流動，當(dāng)發(fā)動機處于工作溫度時，可切換冷卻泵打開，冷卻液循環(huán)流動。圖4為冷卻液水泵的兩種狀態(tài)。

圖4 冷卻液水泵的兩種狀態(tài)

用真空槍測試?yán)鋮s液切斷閥，閥門動作順暢，也可以排除。由此看來該車問題出在控制系統(tǒng)上的可能性比較大。對于控制系統(tǒng)，需要重點檢查三個方面：

1.真空供應(yīng)；

2.控制真空供應(yīng)的電磁閥

3.電磁閥的供電與打鐵。

拆下水泵電磁閥(圖5)，通過檢查發(fā)現(xiàn)水泵電磁閥的真空供應(yīng)處和水泵真空輸入處是長通的，用真空槍給水泵電磁閥抽真空(圖6)，電磁閥會自動關(guān)閉。正常情況下，如果DME不給電磁閥供電，即使有真空供應(yīng)，該電磁閥也不會動作，由此可見水泵電磁閥存在故障。用同樣的方法檢測冷卻液切斷閥的電磁閥，一切正常。

更換冷卻液水泵電磁閥后試車，該車故障未再現(xiàn)，可以確定故障被徹底排除。

雖然故障被查清并徹底排除，但筆者還有一個疑問：一般情況下，如果電磁閥損壞，系統(tǒng)會存儲相應(yīng)的故障碼，但用專用診斷儀檢測時，未讀取到任何故障碼。為此，筆者特地檢測了更換下來的電磁閥電阻值，為25Ω左右，屬于正常范圍，所以未生成相應(yīng)的故障碼。因為系統(tǒng)是通過檢測電磁閥的電阻值來判斷其好壞，而無法監(jiān)測電磁閥閥體的位置，因此只要電磁閥電阻值在正常范圍之內(nèi)，系統(tǒng)就判定其功能正常。至此，該車的故障診斷與排除工作才算圓滿完成。

需要特別說明的是：在拆卸水泵真空管路時，筆者發(fā)現(xiàn)了防凍液泄漏的痕跡。究其原因，主要是因為冷卻液水泵漏水，在真空的作用下，水泵電磁閥吸入了少量的防凍液，從而出現(xiàn)電磁閥卡滯，最終導(dǎo)致該電磁閥損壞。如果冷卻液水泵更換不及時，很有可難會導(dǎo)致整個真空控制系統(tǒng)的損壞。

維修小結(jié)

通過該故障案例，筆者有以下幾點體會：

在查找故障時需細心觀察、大膽求證，不放過任何一個疑點；

應(yīng)熟練掌握相關(guān)系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理，并在此基礎(chǔ)上分析可能的故障原因，然后一一排查，確保整個檢查結(jié)果準(zhǔn)確、縝密。

認(rèn)真分析因果關(guān)系，故障診斷才會水落石出，才能提高一次性的修復(fù)率。

圖5 水泵和發(fā)動機冷卻液切斷閥上的電磁閥

圖6 用真空槍測試電磁閥

專家點評

針對本案例的維修小結(jié)，我很贊成作者所提到的第2點，對應(yīng)一個故障現(xiàn)象，需要全面分析可能產(chǎn)生的原因，然后一一排查，不漏掉任何與故障相關(guān)細節(jié)信息，這才是合格汽車醫(yī)生基本能力。在本案例中，我們看到作者具有這種能力。從反復(fù)試車，故障現(xiàn)象確認(rèn)，原因分析，零件功能檢查做得還是比較到位的。尤其欣賞他對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的組成和工作原理的介紹，因為只有了解了系統(tǒng)的原理和功用，才是診斷故障的基礎(chǔ)。現(xiàn)代發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)不是孤立的系統(tǒng)，它已經(jīng)升級到了集發(fā)動機冷卻、潤滑、進排氣、變速器、空調(diào)系統(tǒng)為一體的車輛熱管理系統(tǒng)。尤其是在發(fā)動機冷啟動后暖機階段，熱管理系統(tǒng)的作用更加重要。它一方面要使發(fā)動機快速暖機，降低機油粘度，降低發(fā)動機摩擦力，節(jié)約燃油消耗；另一方面由缸內(nèi)直接噴油，稀薄燃燒，促使催化器快速加熱達到工作溫度，減少排放。所以發(fā)動機熱管理系統(tǒng)的故障診斷比一個冷卻系統(tǒng)故障診斷要考慮的問題要全面得多。在本案例維修中，雖然作者也走了一些彎路，吸取到了經(jīng)驗教訓(xùn)，例如節(jié)溫器、水泵是否必須更換，電磁閥的控制電路檢查，這些都必須做到位，為的是故障能一次性修復(fù)。